苏教版高中化学必修一第10讲：生产生活中的含氮化合物(教师版)

生产生活中的含氮化合物____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．通过实验了解氮及其重要化合物的主要性质,认识其在生产生活中的应用和对生态环境的影响；2．掌握氨及其铵盐的性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响；3．掌握硝酸的性质。知识点一.氮气和氮氧化物。1．氮气：无色无味、难溶于水的气体。空气中78%（体积分数）是氮气。氮分子（N2）为双原子分子，结构稳定，决定了氮气性质的稳定性，常温下氮气很稳定，很难与其它物质发生反应，因此，生产上常用氮气作保护气。但这种稳定是相对的，在一定条件下（如高温、放电等），也能跟某些物质（如氧气、氢气等）发生反应。放电N2+O2放电N2+3H22NH32．固氮作用：游离态氮转变为化合态氮的方法。自然固氮→闪电时，N2转化为NO生物固氮→豆科作物根瘤菌将N2转化为化合态氮工业固氮→工业上用N2和H2合成氨气知识点二.氮肥的生产和使用。1．氨的合成：N2+3H22NH32．氨气的物理性质：氨气是无色、有刺激性气味的气体，在标准状况下，密度是0.771g.L-1，比空气小。氨易液化，液氨气化时要吸收大量的热，使周围温度急剧下降，所以液氨可作致冷剂。氨极易溶于水，常温常压下，1体积水中大约可溶解700体积的氨气。氨的水溶液称氨水。计算氨水的浓度时，溶质应为NH3。知识点三.硝酸。1．硝酸的工业制法：氨催化氧化法原理：4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO总反应式：NH3+2O2=HNO3+H2O2．硝酸的物理性质：纯硝酸为无色有刺激性气味的液体，沸点较低（83℃），易挥发，在空气中遇水蒸气形成硝酸的小液滴而呈白雾状。98%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”，69%的硝酸溶液称为浓HNO3。浓HNO3由于HNO3分解产生的NO2溶于硝酸中而一般呈黄色。3．硝酸的化学性质：（1）不稳定性：4HNO34NO2­+2H2O+O2­硝酸越浓越易分解，因此浓HNO3应存放在棕色试剂瓶中。（2）强酸性：具有酸的通性。（3）强氧化性：HNO3中的+5价N元素处于最高价态，具有很强的氧化性。如：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2­+2H2O加热3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO­+4H2O加热C+4HNO3(浓)====CO2­+4NO2­+2H2O钝化作用：常温下,浓HNO3使Fe、Al钝化。类型一：氮气及氮氧化物的性质及其转化。例1.氮气能大量存在于空气中的根本原因是()A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其他物质发生反应B．氮气比空气轻，且不溶于水C．氮分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定D．氮气无氧化性，也无还原性，不跟其他物质反应解析：氮气大量存在于空气中，根本原因在于两个氮原子之间通过强烈的相互作用结合得很牢固，分子结构稳定。答案为C。答案：C例2.NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、提高免疫力、增强记忆的功能，因而成为当前生命科学的研究热点，NO亦被称为“明星分子”。请回答下列问题。（1）NO对环境的危害在于()A．破坏臭氧层B．高温下能使一些金属被氧化C．造成酸雨D．与人体血红蛋白结合（2）在含Cu＋的酶的活化中心中，亚硝酸根离子(NO)可转化为NO，写出Cu＋和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式：__________________。（3）在常温下，把NO气体压缩到1.01×107Pa，在一个体积固定的容器里加热到50℃，发现气体的压力迅速下降，压力降至大约为原压力的2/3就不再改变，已知其中一种产物为N2O，写出上述变化的化学方程式：__________________。解析：（1）NO中N的化合价为＋2价，所以NO具有还原性，能被臭氧氧化；NO排放到空气中能最终氧化成硝酸；同CO一样，NO也能与人体内的血红蛋白结合使人体缺氧而死亡，但不属于对环境的危害。故答案为A、C。（2）根据信息可得此反应中亚铜离子为还原剂，亚硝酸根离子为氧化剂，NO为还原产物，铜离子为氧化产物，再根据电子、电荷、原子守恒可得方程式：Cu＋＋NO＋2H＋===Cu2＋＋NO↑＋H2O。（3）据阿伏加德罗定律的推论可得该变化的化学方程式：3NO===NO2＋N2O。答案：（1）AC(D项不是环境)（2）Cu＋＋NO＋2H＋===Cu2＋＋NO↑＋H2O（3）3NO===NO2＋N2O类型二：氨气及其铵盐。例3．下列关于实验室制取氨气的有关叙述中错误的是()A．用NH4Cl[或(NH4)2SO4]与Ca(OH)2固体混合加热的方法制氨气B．用加热浓氨水的方法可以得到氨气C．将制得的氨气通过浓硫酸可得到干燥的氨气D．实验完毕，立即停止加热，在导管口放一团浸有稀硫酸的棉花，吸收多余的氨气解析：制氨气的方法：铵盐和碱加热或是加热浓氨水，所以A、B对。氨气是碱性气体，和硫酸反应，所以D对，C错。答案：C。类型三：硝酸的性质。例4.在100

mL

混合溶液中，HNO3

和

H2SO4

的物质的量浓度分别是

0.4

mol/L，0.1

mol/L

向该混合液中加入

1.92

g铜粉，加热待充分反应后，所得溶液中

Cu2+

的物质的量浓度是(

)

A．

0.15

B．0.225

C．0.35

D．0.45

解析：题中告诉了HNO3和H2SO4的物质的量浓度，可以求出H+

和NO3—

的物质的量分别是

0.06

mol，0.04

mol，0.03

mol

Cu，显然要判断过量，NO3—

和Cu

过量，按照

H+

的量代入离子方程式计算。答案：B。基础演练一．选择题1．下列物质不属于“城市空气质量日报”报道的是：（）A.二氧化硫B.氮氧化物C.二氧化碳D.悬浮颗粒(2014-2015期末模拟试题）常温下，在密闭容器中将物质的量相同的下列各组气体混合，完全反应后容器中压强没有发生变化的是()A．H2S和SO2B．NO和O2C．HI和Cl2D．H2S和Cl23．某冶炼厂利用炼铜产生的SO2生产硫酸，变废为宝，化害为利。其原理是 （）A．利用了SO2的水溶性，将SO2直接通入水中 B．利用了SO2的氧化性，将SO2直接通入水中 C．利用了SO2的氧化性，使其与O2反应而转化为SO3，再与水反应 D．利用了SO2的还原性，使其与O2反应而转化为SO3，再与水反应4．我国“神舟五号”航天飞船成功发射升空，表明我国的载人航天技术已经有了突破性的进展。在运送飞船的某些火箭推进器中盛有燃料液态肼（N2H4）和氧化剂液态双氧水，它们充分混合反应后的产物之一是（）A．氧气B．氮气C．氨气D．氢气5．等体积等物质的量浓度的NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、(NH4)3PO4分别与等物质的量浓度的NaOH溶液反应，恰好作用完全生成正盐，则消耗NaOH溶液的体积比为（）A．1:2:3B．3:2:1C．1:1:1D．6:3:26．氢化铵(NH4H)与氯化铵的结构相似，又知NH4H与水反应有H2生成，下列叙述不正确的是（）A．NH4H中H-的核外电子排布与He相同B．NH4H溶于水,所形成的溶液显碱性C．NH4H固体投入少量的水中,有两种气体产生D．NH4H与水反应时，NH4H是氧化剂7．（2014-2015期末题）若以ω1和ω2分别表示浓度为amol·L－1和bmol·L－1氨水的质量分数，且知2a＝b，则下列推断正确的是（氨水的密度比纯水的小）（）A．2ω1＝ω2B．2ω2＝ω1C．ω2＞2ω1D．ω1<ω2<2ω18．38.4毫克铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后共收集到气体22.4毫升(标准状况)，反应消耗的HNO3的物质的量可能是（）A．1.0×10-3摩尔 B．1.6×10-3摩尔C．.2.2×10-3摩尔 D．2.0×10-3摩尔9．把6mol铜粉投入含8mol硝酸和2mol硫酸的稀溶液中，则标准状况下放出的气体（假设气体全为NO）的物质的量为（）A．2molB．3molC．4molD．5mol二．填空题10．如图所示转化关系，判断A、B、C、D各是什么物质，写出有关的化学方程式。（1）当A为气体单质时，A是 ，B是 ，C是 ，D是 ，E是 E→C化学方程式： 。（2）当A为固体单质时，A是 ，B是 ，C是 ，D是 ，E是 。E→C化学方程式： 。巩固提高一．选择题1．实验室不需要用棕色试剂瓶保存的试剂是()A．浓硝酸B．硝酸银C．氯水D．浓硫酸2．下列反应的离子方程式正确的是()A．铝片和氢氧化钠溶液反应Al＋2OH—＝AlO2—+H2↑B．Cl2通入冷水中Cl2＋H2O＝Cl－＋ClO－＋2H＋C．铜与稀硝酸反应3Cu＋2NO3—+8H＋＝3Cu2＋＋2NO↑+4H2OD．小苏打溶液跟烧碱反应HCO3—＋OH－＝CO32－＋2H2O3．把aL含硫酸铵、硝酸铵的溶液分成两等份，一份用bmol烧碱刚好把NH转化为NH3，另一份与氯化钡溶液完全反应消耗cmolBaCl2。则原溶液中NO的浓度为（）A．B．C．D．4．某金属的硝酸盐加热分解生成的NO2和O2的物质的量之比8:1。在加热过程中，该金属元素的化合价（）A．降低B．升高C．不变D．无法确定5．将20mlNO2和NH3的混合气体在一定条件下充分反应，化学方程式6NO2＋8NH3==7N2＋12H2O，已知参加反应的NO2比NH3少2ml（气体体积均在相同条件下测定）。则原混合气体中NO2和NH3的物质的量之比是（）A．3∶2B．2∶3C．7∶3D．3∶4将SO2通人BaCl2溶液中至饱和未见有沉淀生成，继续通人另一气体，仍无沉淀生成，则该气体不可能为（）A．O2B．NH3C．Cl2D．HI7．VL含有(NH4)2SO4、NH4NO3的混合溶液，加入amolNaOH后，加热，恰好使NH3全部逸出；又加入bmolBaCl2,刚好使SO42-完全沉淀。则原混合溶液中NH4NO3的物质的量浓度为（）A．mol/LB．mol/LC．mol/LD．mol/L8．图示为合同一种元素的a、b、c、d、e五种物质的转化关系。其中a是单质，b是气态氢化物，c、d是氧化物，e是该元素最高价氧化物对应水化物，则a不可能是（）①F2②N2③C④SA．只有①B．②和④C．③和④D．①和③9．（2014-2015期末测试题）把3体积NO2气体依次通过①NaHCO3溶液（饱和）；②浓H2SO4；③Na2O2后（假设每一步的作用都是充分的），再用排水法收集残留气体，则收集到的气体是（）A．1体积NOB．1体积NO2和0.5体积O2C．0.25体积O2D．1/3体积的NO二．填空题加热10．实验室常用饱和NaNO2和NH4加热NaNO2+NH4Cl==NaCl+N2↑+2H2O↑+Q实验如下图试回答：（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是：（）a．防止NaNO2饱和溶液蒸发b．保证实验装置不漏气c．NaNO2饱和溶液容易滴下（2）B部分的作用是()a．冷凝b．冷却氮气c．缓冲氮气流（3）加热前必须进行一个操作步骤是：_；加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是：。（4）收集N2前必须进行的步骤是：；收集N2最适宜的方法是()。a．用排气法收集在集气瓶中b．用排水法收集在集气瓶中c．直接收集在球胆或塑料袋中一.选择题1．在装有蒸馏水的烧杯中，悬浮有一个小空心球，要使这小球下沉，可加入的试剂是（）A．浓氨水B．Na2SO4溶液 C．NaOH溶液D．浓硫酸实验室干燥氨可选用的干燥剂是（）A．无水氯化钙B．P2O5固体C．浓硫酸D．NaOH固体3．已知NH3和HCl都是能用来作喷泉实验的气体，若在同温同压下用等体积的烧瓶各收集满NH3和HCl气体，喷泉实验后（假设溶液充满整个烧瓶）二个烧瓶中溶液的关系是（）A．溶质的物质的量浓度相同，溶质的质量分数不同B．溶质的质量分数相同，溶质的物质的量浓度不同C．溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都不同D．溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都相同4．右图是化学实验常用装置之一,若气体从右管进入，可用来收集的气体是 ()A．NO B．NO2 C．CO D．H25．全社会都在倡导诚信，然而总是有一部分不法商贩却在背道而驰。如有些商贩为了使银耳增白，就用硫磺（燃烧硫磺）对银耳进行熏制，用这种方法制取的洁白的银耳对人体是有害的。这些不法商贩所制取银耳利用的是（）A．S的漂白性 B．S的还原性C．SO2的漂白性D．SO2的还原性6.上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法错误的是 （）A．NO是具有刺激性的红棕色气体 B．NO是汽车尾气的有害成分之一C．NO在人体的血管系统内具有传送信号的功能D．NO能够与人体血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒7．（2014-2015期末测试）将体积为VmL的试管充满NO气体倒放在水槽中，当通人相同条件下O249mL时，液面仍在原来位置，则试管体积V为（）A．49mLB．28mLC．30mLD．24.5mL8．下列除去杂质的操作方法不正确的是（）A．NO中有少量的NO2：用水洗涤后再干燥B．食盐中有少量的NH4Cl：加过量的烧碱溶液后加热蒸干C．CO2中有少量的CO：通过灼热的铜网D．Na2CO3固体中有少量的NaHCO3：用加热的方法除去9．工业废气中氮氧化物是主要的大气污染源之一。已知2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O，NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O。现有amolNO2和bmolNO的混合气，若用足量的NaOH溶液将其完全吸收，则混合气中两种气体的物质的量必须满足的关系是（）A．a=b/3B．2a=bC．a≥bD．a<b二．填空题10．为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如下图所示（加热装置和固定装置均已略去），B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的双连打气球。（1）实验时，为在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，必须事先赶出去其中的空气。其中第一步实验操作为：。如何确定E中空气已被赶尽：__________________________________。（2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的离子方程式为。（3）如何证明E中收集到的是NO而不是H2__________________________________________。一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因____________________________________________。（4）装置D的作用是___________________________________________________。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________一．选择题1.下列污染现象主要与SO2有关的是 （）A．臭氧空洞 B．酸雨C．光化学烟雾D．温室效应2．下列污染现象主要与NO2有关的是 （）A．臭氧空洞 B．水体富营养化C．光化学烟雾D．温室效应3.（2014-2015期末模拟）有关亚硫酸的下列叙述中，不正确的是（）A．亚硫酸是SO3的水溶液，显酸性B．亚硫酸不稳定，容易分解为水和SO2C．亚硫酸具有漂白性，能够使品红溶液褪色D．亚硫酸对人体有害，所以用SO2漂白过的食品不能食用4.实验室中制取的下列气体中，可以用排空气法收集的是 （）A．N2 B．SO2 C．COD．NO5.下列气体中，无色无味的是 （）A．SO2 B．NO2 C．Cl2 D．N26.在常温常压下，下列各组气体不能共存的是 （）A．SO2与O2 B．NO2与NO C．O2与N2 D．NO与O27．下列气体溶解于水，发生氧化还原反应的是 （）A．SO2溶解于水 B．NO2溶解于水C．CO2溶解于水D．NH3溶解于水8．（2014-2015期末模拟）某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是（）A．肯定有SO2和NOB．肯定没有Cl2、NO2，可能有O2C．可能有Cl2和O2D．肯定只有NO盛有NO和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中NO和NO2的体积比是（）A．3∶1 B．1∶3C．2∶1